Pobierz prezentację
Pobieranie prezentacji. Proszę czekać
OpublikowałAdrian Wróblewski Został zmieniony 6 lat temu
1
Podsumowanie W1 własności fal EM – polaryzacja – superpozycja liniowych, kołowych oddz. atomu z polem EM (klasyczny model Lorentza): E x P =Nd 0 - –/2 /2 1 W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
2
Interpretacja - współczynniki absorpcji i załamania
fala w ośrodku fala padająca z czas na przebycie z: w próżni = z/c w ośrodku = n z/c opóźnienie wzgl. propagacji w próżni: t=(n-1)z/c z x y zmiana amplitudy fali zmiana fazy fali absorpcja, prawo Lamberta-Beera zależność prędkości fal, dyspersja, załamanie światła W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
3
Dyspersja materiałów n ( ) ( )
współczynnik załamania ma dużą wartość w pobliżu atomowej (molekularnej) częstości rezonansowej wówczas rośnie też współczynnik absorpcji n ( ) 1 –/2 /2 a taki, że n() , gdy to dyspersja anomalna n(), n() to krzywa dyspersji materiałowej 0 - rejon krzywej d., w którym n() , gdy , to obszar dyspersji normalnej - 0 ( ) –/2 /2 ze względu na absorpcję, dyspersja anomalna jest trudna do obserwacji (ośrodki nieprzezroczyste, większość mat. optycznych absorbuje w UV) materiały optyczne - duże n , małe W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
4
Optyczne własności materiałów – c.d.
krzywe dyspersji: powietrza swobodnych atomów Ti 1.7 1.4 szkła transmisja szkła szkło n [m] W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
5
Modelowanie rzeczywistych materiałów:
więcej częstości rezonansowych: elektrony jądra f – tzw. „siła oscylatora” gdy poza rezonansem: a) << 0 () 1 b) >> 0 p > c W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
6
Przykład – H2O W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
7
Dichroizm – selektywna absorpcja
dla mikrofal (3 cm) – siatka z drutów: dla światła ( 0,5 m) – siatka z długich łańcuchów molekuł – polimerów: np. folia polaryzacyjna f-my Polaroid, tzw. polaroid W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
8
Dwójłomność Anizotropia: nx= ny ny= nx nz nx ny nz
różne prędkości fazowe dla różnych orientacji E x y z x y z nx= ny ny= nx nz elipsoida n nx ny nz przekroje kołowe elipsoidy gdy nx ny , 2 przekroje kołowe i 2 osie optyczne (proste do tych przekrojów) ośrodki dwuosiowe gdy nx= ny , 1 przekrój kołowy i 1 oś optyczna ośrodki jednoosiowe W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
9
propagacja w ośrodku dwójłomnym:
Wiązki rozchodzące się wzdłuż osi optycznej mają f niezależną od polaryzacji Dla innych kierunków propagacji – dwójłomność promień zwyczajny promień nadzwyczajny (prędkość f zależy od ) E|| pł. główna E propagacja w ośrodku dwójłomnym: 2 fale o różnych polaryzacjach rozchodzą się z różnymi prędkościami f załamanie na granicy ośrodków (zależne od stosunku prędkości faz.) rozdzieli promień na dwa – podwójne załamanie = dwójłomność Ale, gdy || , każda składowa wiązki jest promieniem zwyczajnym, bo E promień zwyczajny O O E promień zwyczajny promień nadzw. W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
10
O k r ^ płytka fazowa E|| E tylko E||=Ee E tylko E=Eo d
E d tylko E||=Ee tylko E=Eo gdy kąt padania = 0 – nie ma załamania, promień zwycz. i nadzw. propagują w tym samym kierunku – nie ma ich przestrzennej separacji Eo Ee E gdy , Ee= Eo ale Ee i Eo propagują z różnymi prędkościami fazowymi gdy ćwierćfalówka – polaryzacja kołowa gdy półfalówka – polaryzacja liniowa, ortogonalna do początkowej W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
11
w ośrodkach dwójłomnych
promień zwyczajny promień nadzwyczajny (prędkość f zależy od ) E|| pł. główna E Przykłady propagacji w ośrodkach dwójłomnych O E prom. o prom. e d szczególne sytuacje: D. naturalna struktura krystaliczna (kalcyt = szpat islandzki, kwarc, ...) str. molekularna (cukier, ciekłe kryształy, polimery, ...) aktywność optyczna D. wymuszona mechanicznie (elastometria) zewn. pola: - elektryczne (DC, AC, laser) - magnetyczne ef. Faraday’a ef. Voigta (Cottona – Moutona) ef. Pockelsa ef. Kerra (LCD) optyka nieliniowa W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
12
Efekt Zeemana (bez spinu elektronu)
z momentem pędu (krętem) elektronu związany jest moment magnet. wg. mechaniki kwantowej ma skwantowaną: a) długość; J = l. kwantowa krętu (całkowita lub połówkowa) b) orientację (wartość określonej składowej, rzut na określony kierunek) = kwantyzacja przestrzenna m = magnetyczna l. kwantowa (2J+1 wartości, czyli 2J+1 orientacji krętu) Jz= – ħ Jz= + ħ Jz= 0 z J=1/2 Np. J=1 W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
13
Wpływ ef. Zeemana na str. poziomów energetycznych
różne orientacje to różne energie oddziaływania z zewn. polem mgt. dla J=1, są 3 różne orientacje, a więc 3 różne wartości energii oddziaływania – zależne od m energia atomu w polu magnetycznym zależy od rozszczepienie zeemanowskie W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
14
klasyczny „normalny ” ef. Zeemana:
L=2 S=0 (singlety), J=L, || J=L gL=1, efekt czysto orbitalny, L=1 kwestia reguł wyboru ! mL 0 0 , 0 E/h „normalny” tryplet Lorentza Gdy S 0, J L, gJ 1 Różne rozszczepienia, dla różnych J „anomalny” efekt Zeemana Dowód spinu el. str. subtelna, dubletowa str. widm alkaliów, „anomalny” ef. Z. Doświadczenie Sterna-Gerlacha Nobel 1908 (+ H.A. Lorentz) Gdy L=0, J=S, gS=2, efekt czysto spinowy, (naprawdę gS QED!) W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
15
Wpływ ef. Zeemana na polaryzację światła (emisja/absorpcja)
poszczególne orientacje dają też różne polaryzacje światła emitowanego przez atom umieszczony w polu B (wynikają z różnych kierunków drgań i obrotów indukowanego dipola elektr. - fioletowy) obserwacja B: z B obserwacja || B: z B częstości emitowanych fal (widmo) || tylko liniowa polaryz. , – + tylko kołowa polaryz. +, – 0– 0 0+ 0– 0 0+ m= 1, m=0, m= 1 m= +1 m= –1 W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
16
dwójłomność wymuszona przez zewn. pola
Efekt Faradaya P B A podłużne pole magnet. L V = stała Verdeta Efekt Kerra poprzeczne pole elektr. L P E A K = stała Kerra Efekt Pockelsa podłużne pole elektr. W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
17
P B A Efekt Faradaya rozszczepienie poziomów energetycznych w atomie (ef. Zeemana) B J=1 J=0 B= B0 m +1 –1 inne częstości rezonansowe związane z absorpcją/emisją światła o polaryzacjach n–1 jeśli dla B=0 było n–1 to dla B0 jest Gdy B0 różnica faz kołowych składowych skręcenie płaszczyzny polaryzacji światła transmitowanego W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
18
B=8 B=60 -0 -0 -0=1000 -0=0 B B
W. Gawlik - Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 2
Podobne prezentacje
© 2024 SlidePlayer.pl Inc.
All rights reserved.